TTX 경충돌 사고시 안전도 확보 방안에 관한 연구

초록

열차는 신속, 정확, 안전으로 특징지어지는 장점을 갖고 있어 미래 교통수단으로 더욱 중요한 자리를 차지하게 될 것이다. 이런 추세에 발맞추어 전 세계적으로 고 안전도 철도 서비스를 제공키 위해 철도차량의 충돌 안전도 설계와 성능 평가 및 인증을 제도화하여 강화하고 있는 추세이다. 충돌안전도에 대한 연구와 관련규정의 강화는 시대적 흐름이며 국내에서 제작된 차량의 해외수출 시에도 예외 없이 적용 받게 된다. 한편, 국내 기존선의 운행성능향상을 위해 틸팅열차를 선정하고, 이 열차를 미래지향적 관점에서 설계개발하기 위해 각고의 노력과 투자를 아끼지 않고 있다. 따라서, 이러한 틸팅열차는 이전열차에는 적용되지 못했던, 첨단의 충돌안전설계를 수행하여 운행 중에 예기치 못한 상황으로 인하여 발생되는 사고로부터 운전자와 승객의 피해를 최소화시킬 필요성이 있다. ----------------------------- * 한국철도기술연구원 연구원 ** 한국철도기술연구원 선임연구원, 정회원 경충돌 안전도 설계는 경충돌 발생시 열차의 차체에 변형이 일어나지 않으면서, 교환가능한 부 품의 손상만으로 충돌에너지를 흡수하도록 하여, 차체의 피해를 최소화하려는 것이다. 이를 위해, 연결기 및 연결기 후방 에너지 흡수구조를 설계하고 각각에 대한 에너지 흡수전략과 에너지 흡수량을 결정해야 한다. 본 논문에서는 TTX(Tilting Train Express) 차량의 설계초안에 대하여 경충돌 사고에 대한 연결기와 연결기 후방구조의 에너지 흡수전략을 수립하였다. 또한, 연결기에서 충돌에너지가 흡수된 후 차체에 변형을 유발하기 전에 차체에서 탈착되어 연결기 후방구조로 충돌에너지를 전달하도록 하는 전단볼트를 설계하였다. 연결기 후방구조는 팽창튜브를 사용하여 적은 공간에서 많은 충돌에너지를 흡수할 수 있도록 제안하였다. 전, 후처리에는 Hyper-Mesh를 이용하였으며, 충돌해석에는 상용 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하였다."